CFT 구조는 강재내부와 심부콘크리트 사이의 상호작용에 의한 구조물의 변형성능, 강성, 내력의 증가때문에 새로 개발된 CFTA 거더에 적용되었다. CFTA 거더는 아치형상과 긴장력을 이용하여 외부하중에 의한 인장응력을 감소시키는 구조물이다. 본 논문은 CFTA 거더교의 제작중 및 공용중 안정성을 검토하기 위하여 시공절차를 제안하였으며, 이에 따른 시공단계해석을 수행하였다.
Mo-Am arch bridge is only the long-span bridge (with 125m span) in the Kyong-Bu high-speed line in service, while other bridges are PSC box girder bridges and steel composite bridges with span lengths of $25\sim50m$. However, in foreign high-speed lines, special cable-supported bridges like cable-stayed bridges and extradosed bridges are being adopted in earnest with technical specifications. The cable supported bridge is recognized as one of the indices of technology in civil engineering field, and thus it is being adpoted with a sense of rivalry in countries with advanced technology in railway engineering. In this paper, to apply the top-level cable-supported bridge technology to the domestic high-speed line up to 400km/h by establishing the technical specifications on cable-supported bridges including span length, the requirements for securing the dynamic stability and running safety of high speed train are analyzed through case studies for domestic and foreign cases.
아치교량의 미관과 경제성을 고려할 때 가장 중요한 요소가 라이즈 비 이며, 이러한 라이즈 비를 결정하는데 있어 현재는 자중에 의한 영향만을 고려하고 있다. 본 연구에서는 아치교량의 라이즈 비 검토시 현재 고려하고 있는 자중에 의한 영향뿐만 아니라 최근 중요시 되고 있는 지진하중에 대한 동적안정성 문제를 라이즈 비 결정인자로 추가하여 자중에 의한 라이즈 비 결정이 가지고 있는 문제점에 대하여 검토하였다. 그 결과 라이즈 비 선정시 지진하중에 대한 동적안정성은 필히 고려되어야 할 것으로 판단되었다.
본 연구에서는 리기다소나무 구조용 집성재를 사용한 국내 최초 차량용 목조교량에 대한 지구온난화 영향을 평가하기 위해 전과정평가를 수행하였다. 교량연장 30 m, 교량폭원 8.4 m, 교량등급 1등급인 아치 트러스 형태의 대상 교량은 원료채취부터 제조, 수송, 시공, 사용, 해체, 건설폐기물 수송, 폐기 및 재활용까지 설계수명 50년간 총 192.56 ton $CO_2$ eq.의 온실가스를 배출한다. 전과정단계 중 원료채취 및 제조단계에서 총 온실가스 배출량의 81.14%를 배출하며 특히, 콘크리트 사용으로 인하여 82.84 ton $CO_2$ eq.의 온실가스가 배출된다. 그러나 대상 교량은 $116.57m^3$의 국산 리기다소나무 집성재를 사용하였으며, 교량을 구성하는 목재에서 104.72 ton의 이산화탄소를 저장하고 있어 이를 적용할 경우, 총 온실가스 배출량의 54.38%를 저감 가능한 것으로 도출되었다. 대상 교량과 동일한 수명과 구조를 갖는 타 교량의 철골자재를 구조용 집성재로 대체할 경우, 원료채취 및 제조단계의 온실가스 배출량을 최소 10.26%에서 최대 23.91%까지 저감 가능한 것으로 도출되었다. 본 연구의 결과는 향후 국산 목재 및 목조교량의 친환경적 우수성을 정량적으로 입증할 수 있는 기반자료로 활용 가능할 것이며, 목조교량의 친환경적 설계와 보급을 위해 활용 가능할 것으로 사료된다.
An optimal design method in cooperated with nonlinear inelastic analysis method is presented. The proposed nonlinear inelastic method overcomes the difficulties due to incompatibility between the elastic global analysis and the limit state member design in the conventional LRFD method. The genetic algorithm uses a procedure based on Darwinian notions of survival of the fittest, where selection, crossover, and mutation operators are used among sections in the database to look for high performance ones. They satisfy the constraint functions and give the lightest weight to the structure. The objective function is set to the total weight of the steel structure and the constraint functions are load-carrying capacities, serviceability, and ductility requirement. Case studies of a three-dimensional frame and a three-dimensional steel arch bridge are presented.
An optimal design method with nonlinear elastic analysis is presented. The proposed nonlinear elastic method overcomes the drawback of the conventional LRFD method that accounts for nonlinear effect by using the moment amplification factors of $B_1$ and $B_2$. The genetic algorithm used is a procedure based on Darwinian notions of survival of the fittest, where selection, crossover, and mutation operators are employed to look for high performance ones among sections in the database. They are satisfied with the constraint functions and give the lightest weight to the structure. The objective function taken is the total weight of the steel structure and the constraint functions are strength, serviceability, and ductility requirement. Case studies of a planar portal frame, a space two-story frame, and a three-dimensional steel arch bridge are presented.
복잡한 구조물의 유한요소해석 응답값으로부터 계산된 요소신뢰성 지수와 파괴확률은 음함수의 미분 및 극히 작은 파괴확률의 계산상 1계2차 모멘트법 (FOSM)과 몬테카를로 시뮬레이션(Monte-Carlo Simulation)의 적용이 어려우므로, 선택된 확률변수만의 함수인 한계상태방정식을 음함수로 구성하는 응답면기법을 적용하여, 기본설계단계의 아치교량의 설계값으로 구성된 확률변수를 고려하여 교량시스템의 완성단계에 대한 위험성을 해석하였다. 체계신뢰성 해석에서는 모든 붕괴모드의 발생경로와 단면에 대한 해석에 많은 시간이 소요되어 유한요소 구조해석 결과와 기존의 아치교 사고사례 등을 통해서 밝혀진 중요한 위험경로 및 위험단면의 파괴를 일으키는 사건에 대하여만 고려하였다. 교량시스템의 체계신뢰성을 평가하여 상관관계의 변동에 따른 시스템붕괴에 대한 발생확률의 상하한계를 결정하였다. 시스템의 요소간 저항연결구조는 요소파괴의 순서와 전체강성의 감소정도에 따라서 결정하였다. 체계신뢰성에서 검토되지 않는 다른 요소간의 상관관계를 검토하기 위해서 가정된 붕괴순서와 다른 거동을 보일 경우에 대해서는 통계적으로 독립된 요소들의 파괴와 그 모든 붕괴모드 조합경우에 대해서 검토하였다. 붕괴모드조합의 검토 결과 거더와의 파괴조합과 아치리브와의 파괴조합에서 체계신뢰성보다 위험한 상한계 시스템 파괴확률과 안전한 하한계 파괴확률이 발견되었다.
국가경제력 향상과 함께 바다와 섬에 대한 관심이 높아지면서 육지와 섬, 섬과 섬을 연결하는 해상 장대교량이 많이 건설되고 있다. 장대교량은 현수교, 사장교, 아치교, 트러스교 등으로 대변할 수 있는데 그 중에서도 사장교는 주탑(Pylon)과 케이블(Cable), 보강형(Stiffened Girder)이 조화를 이루면서 외관이 아름다워 매력적인 교량형식의 하나로 최근 많이 계획되고 있다. 장력측정은 케이블에 설치한 가속도 센서로부터 케이블의 고유진동수 변화를 이용하는 간접법인 진동법을 적용하였다. 본 연구에서는 댐퍼 설치 케이블의 유효길이 산정식을 제안하였는데 이는 케이블의 유효길이 변화를 실측치와 해석값을 비교하여 분석한 것으로 기존의 유효길이 산정방법인 댐퍼와 정착단간의 순간격에 의한 것은 최종 케이블 장력값 추정에 있어서 신뢰도가 떨어짐을 확인할 수 있었다. 그러므로 향후 유지관리 단계에서는 본 연구에서 제안한 케이블의 유효길이 산정식을 활용하여 장력을 정확하게 파악하는 것이 케이블의 재긴장 및 교체시기 결정 등에도 합리적인 의사결정 자료로 사용될 수 있을 것이다.
Inchon International Airport Elevated Road Way is located between the Passenger Terminal Building and Transportaion Center which are Inchon International Airport core construction projects. The deck of the bridge is consists of 5-span or 6-span continuous pre-stressed concrete slab. Steel form has been used to enhance the quality of texture on concrete slab. Steel form has been used to enhance the quality of texture on concrete surface, lower surface of deck slab with the two way arch has been manufactured by highly professional manner in order to get an beautiful exterior architectural looks. The prestressed concrete deck slab is mass concrete structures with a high-specified concrete strength and a varying section in the range of 0.95-2.8m thickness. Therefore high risks of thermal cracking occurrence by heat of hydration highly are expected. To resolve such problem, we adopted type 1 cement and pipe cooking method at construction site through mass concrete specimen test and 3-dimensional analysis. For Pipe cooling we used 25mm diameter stainless pipes with wrinkles. Cooling pipe with spacing 50-60cm has been installed. And continuous pipe cooling with cooling water of 15$^{\circ}C$ was conducted for 2days. In present 8 span of all 29 spans construction has been completed. No thermal cracking heat hydration has been observed yet.
The ambient vibration measurement is a kind of output data-only dynamic testing where the traffics and winds are used as agents responsible for natural or environmental excitation. Therefore an experimental modal analysis procedure for ambient vibration testing will need to base itself on output-only data. The modal analysis involving output-only measurements presents a challenge that requires the use of special modal identification technique, which can deal with very small magnitude of ambient vibration contaminated by noise. Two complementary modal analysis methods are implemented. They are rather simple peak picking (PP) method in frequency domain and more advanced stochastic subspace identification (SSI) method in time domain. This paper presents the application of ambient vibration testing and experimental modal analysis on large civil engineering structures. A 15 storey reinforced concrete shear core building and a concrete filled steel tubular arch bridge have been chosen as two case studies. The results have shown that both techniques can identify the frequencies effectively. The stochastic subspace identification technique can detect frequencies that may possibly be missed by the peak picking method and gives a more reasonable mode shapes in most cases.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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